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Sistemas Operativos

Sistemas Operativos. Funcionamiento general de una computadora bajo el control de un programa. Contenido. Elementos principales de una computadora y del CPU. Esquema de alto nivel bajo el control de un programa. Ciclos de captación y ejecución. Ejemplo básico de ejecución de un programa.

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  1. Sistemas Operativos Funcionamiento general de una computadora bajo el control de un programa

  2. Contenido • Elementos principales de una computadora y del CPU. • Esquema de alto nivel bajo el control de un programa. • Ciclos de captación y ejecución. • Ejemplo básico de ejecución de un programa.

  3. Elementos principales de una computadora y del CPU Elementos Principales Del CPU Elementos principales de una computadora Unidad de Procesamiento Central Computadora Registros ALU Memoria E/S Interconexión Interna del CPU Sistema de Buses CU CPU

  4. Instrucción … Dato Dato … Instrucción Instrucción Instrucción … … Esquema de alto nivel bajo el control de un programa • Puntos clave de la arquitectura de von Neumann • Los datos y las instrucciones se almacenan en una sola memoria de lectura-escritura. • Los contenidos de esta memoria se direccionan indicando su posición, sin considerar el tipo de dato contenido en la misma. • La ejecución se produce siguiendo una secuencia de instrucción tras instrucción (a no ser que dicha secuencia se modifique explícitamente). CPU Memoria AC PC IR Bus MAR Bus Registros Bus Módulo de E/S PC: Contador de programa IR: Registro de Instrucción MAR: Registro de dirección de memoria AC: Acumulador

  5. Ciclo de Instrucción Básico Ciclo de Captación Ciclo de Ejecución Captación de la instrucción Ejecución de la instrucción INICIO FIN Ciclos de captación y ejecución • Por cada instrucción de un programa que se esta ejecutando el sistema recorre una serie de etapas que se divide en dos ciclos: • Ciclo de captación. • El objetivo es obtener el código de la siguiente instrucción a ejecutar. Los pasos son • Captar la instrucción de memoria principal. • Decodificar el código de la instrucción. • Incrementar el contador de programa (PC++). • Ciclo de ejecución. • Interpretada la instrucción se envían las señales de control necesarias para ejecutarla. Los pasos son: • Se obtienen los datos implicados en la instrucción si es necesario. • Se ejecuta la instrucción (se realizan las operaciones directamente con los datos).

  6. Ciclos de captación y ejecución … (2) • Diagrama de estados del ciclo de instrucción IR=*(PC) Captación del operando Captación de la instrucción MBR=[IR] Almacenamiento del operando Varios operandos Varios resultados PC++ Cálculo de la dirección del operando Cálculo de la dirección de la instrucción Cálculo de la dirección del operando Operación con los datos Decodificación de la instrucción Instrucción completada Captar la siguiente instrucción Cadena o vector de datos CAPTACIÓN EJECUCIÓN

  7. 1 9 4 0 1 9 4 0 0 0 0 5 0 0 0 5 0 0 0 5 0 0 0 3 0 0 0 3 2 9 4 1 2 9 4 1 1 9 4 1 3 0 1 0 0 0 2 2 9 4 1 5 9 4 1 1 9 4 0 2 9 4 1 3 0 2 0 0 0 2 1 9 4 0 3 0 2 5 9 4 1 0 0 0 3 5 9 4 1 5 9 4 1 1 9 4 0 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 3 2 9 4 1 0 0 0 2 3 0 0 5 9 4 1 0 0 0 3 0 0 0 2 2 9 4 1 3 0 1 1 9 4 0 5 9 4 1 5 9 4 1 2 9 4 1 0 0 0 3 0 0 0 2 1 9 4 0 1 9 4 0 3 0 0 5 9 4 1 Ciclos de captación y ejecución … (3) 1 2 Memoria Registros Memoria Registros PC PC 300 300 301 301 AC AC • Ejemplo básico de la ejecución de un programa 302 302 IR IR 940 940 941 941 Características de una máquina hipotética 3 4 0 3 4 15 Memoria Registros Memoria Registros Codop Dirección PC PC 300 300 (a) Formato de instrucción 301 301 AC AC 0 1 15 302 302 IR IR S Magnitud (b) Formato de enteros 940 940 941 941 Contador de programa (PC) = dirección de instrucción Registro de instrucción (IR) = Instrucción en ejecución Acumulador (AC) = Almacenamiento temporal 5 6 Memoria Registros Memoria Registros PC PC 300 300 (c) Registros internos del CPU 301 301 AC AC 302 302 IR IR 0001 = Cargar AC desde memoria 0010 = Almacenar AC en memoria 0101 = Sumar a AC un dato de memoria 940 940 941 941 (d) Lista parcial de códigos de operación (Codop)

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